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期刊信息/Journal information
中国农业信息
中国农业信息

王道龙

月刊

1672-0423

zgnyxx001@126.com

010-82109628,82109632

100081

北京市海淀区中关村南大街12号农科院

中国农业信息/Journal China Agricultural Information
查看更多>>本杂志是我国目前全方位登载国内外农业产前、产中、产后信息，面向国内外公开发行的国家级期刊，旨在沟通农业信息，预测市场动向，服务科教兴农、指导农业生产、促进经济发展。
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    基于改进YOLOv7的设施番茄苗期株高检测方法研究

    程雅雯康睿任妮周玲莉...
    1-16页
    查看更多>>摘要：[目的]株高是判断番茄长势的重要指标之一，对番茄生长发育、栽培管理等研究具有重要意义。文章以设施番茄为研究对象，开展基于机器视觉和深度学习的设施番茄苗期株高检测方法研究，为实现在复杂背景下的设施番茄株高快速、无损、实时检测提供重要支持。[方法]采用自主研发的日光温室作物表型数据采集与分析云平台，定期采集不同品种番茄苗期植株侧视图;针对平台获取到的可见光图像，进行番茄植株与参照物目标框标注的工作;在YOLOv7(You Only Look Once version7)目标检测模型基础上，改进模型上采样方法，使用CARAFE(Content-Aware ReAssembly of Features)代替原近邻插值上采样方法，获取更加丰富的特征信息;基于改进后的模型实现番茄植株和参照物等多类别目标检测并计算输出株高信息。[结果]经过实验对比，所提出的株高检测方法获取的株高与实测值的均方根误差(RMSE)为2。06 cm，决定系数(R2)为0。87;相比基于YOLOv4模型、YOLOv5模型和YOLOv7模型计算的株高，RMSE分别减少了1。4 cm、0。85 cm和0。85 cm，R2分别提高了0。25、0。17和0。14。[结论]该文提出的设施番茄苗期株高检测方法，可为设施环境下苗期番茄株高实时、快速、无损获取提供重要技术支撑。该研究对加强设施作物监测系统、提高农业生产力和推进温室作物管理领域的研究具有重要意义。

    番茄植物表型株高目标检测YOLOv7CARAFE

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    16页
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    基于RBF神经网络PID的植物工厂温湿度解耦控制系统设计

    许辰一王宇龙王宇超于丰华...
    17-30页
    查看更多>>摘要：[目的]探索解决植物工厂内部温湿度环境控制中环境变量存在的非线性、强耦合等问题，实现植物工厂温湿度环境的自适应控制。[方法]文章采用阶跃响应实验法建立植物工厂温湿度系统控制模型，采用前馈补偿解耦方法对植物工厂内部温湿度解耦;采用天牛须算法(Beetle Antennae Search algorithm，BAS)对径向基函数(Radial Basis Function，RBF)神经网络PID(Proportion Integration Differentiation)控制器的PID初值进行优化，使用优化后的RBF神经网络对PID参数整定，实现对温湿度控制。[结果]采用BAS优化RBF神经网络PID的解耦控制系统，与单神经元PID解耦控制系统相比，温度和湿度曲线变化更平顺，超调量几乎为0，系统基本无震荡，温度和湿度的超调量分别降低了12。5%和5。5%，调节时间缩短了80%和84%。[结论]经过BAS优化后的RBF神经网络进行PID参数整定的解耦控制器，超调量更小，温湿度到达稳定时间更短，不仅解开了植物工厂内部环境温度和湿度的耦合，还提高了系统的调控速度与精度。

    植物工厂温湿度解耦控制RBF神经网络PID算法天牛须搜索算法

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    工厂化养殖死鱼检测及定位系统研究

    赵然王宇豪赵世理张松...
    31-46页
    查看更多>>摘要：[目的]在工厂化循环水养殖中，过度密集的养殖环境和不稳定的水质等因素会导致水体污染和鱼类缺氧，进而引发鱼类死亡。因此，及时检测和清除死鱼对于维护水质和防止疾病传播至关重要。[方法]文章将目标检测模型和双目视觉定位技术相结合，实现对死亡鱼类的实时检测和精准定位。首先采用CLAHE图像增强算法，解决水下死鱼图像面临的光的吸收、散射和折射等问题;其次基于YOLOv7模型构建了死鱼目标检测网络YO-LOv7-PC，该网络采用部分卷积模块替换骨干网络中的高效层聚合网络(ELAN)的传统卷积模块，并在Neck网络中引入了坐标注意力机制模块，实现了对被遮挡和水下死鱼目标的实时精准检测;最后结合立体匹配算法SGBM实现对水下死鱼目标的三维定位，为死鱼机器人的打捞提供了视觉感知信息。该研究以大口黑鲈为例，基于不同距离采集的视频数据集进行测试，验证了YOLOv7-PC模型结合SGBM立体匹配算法的准确性和实时性。[结果]该研究提出的YOLOv7-PC-CLAHE模型精确率、召回率及平均精度分别为97。6%、85。6%和97。0%，对比基础YOLOv7模型平均精度提高了2。5%，检测速度提升了31。9%;结合SGBM立体匹配算法能够精准进行死鱼定位，在深度方向上平均相对误差为3。08%。[结论]该文方法有效实现了对水下死亡鱼类的实时检测和精准定位，算法效果满足工厂化养殖的需求。

    图像增强死亡鱼类检测YOLOv7双目立体视觉立体匹配三维定位

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    设施农业环境监测技术与装备研究进展

    颜瑞贺湘楠李哲敏李娴...
    47-59页
    查看更多>>摘要：[目的]设施环境监测有利于为设施作物或动物提供适宜环境，保证其全天候稳健生长，是设施产业现代化提升工程中的重要内容之一。[方法]文章概括了设施环境监测的对象，并对目前国内外设施农业环境监测技术与设备进行系统梳理和总结。[结果](1)设施环境监测的对象主要包括温度、湿度、光照、二氧化碳等。(2)设施环境监测技术主要包括基于物联网的设施环境固定点位监测方法和基于机器人或移动载体的设施环境移动监测方法;传统农业物联网监测方法由于成本、通信、维护等问题，难以满足设施农业现代化的需求;基于机器人或移动平台的智能监测方法由于技术难度大、开发成本高，仍处于基础研发状态;基于悬挂轨道的自动监测设备解决了传统物联网监测方式和机器人监测技术的不足，但大规模推广应用难以实现。(3)我国设施环境监测存在低成本智能监测设备缺失、设施环境数据赋值能力不足、监测数据缺乏统一标准、专用传感器性能不足等问题。[结论]设施农业环境监测技术是实现设施农业高产、优质、高效目标的重要技术支撑，低成本、高性能、易推广的设施环境智能监测设备研发应用前景广阔。

    设施农业环境监测进展展望

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    基于CFD的温室环境控制方法研究现状分析与展望

    陈禹霏聂鹏程
    60-72页
    查看更多>>摘要：[目的]介绍以计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)为代表的计算机仿真技术被应用于设施农业环境控制的发展历程与研究现状，探讨CFD技术在温室环境控制与优化领域的发展前景。[方法]文章综述国内外基于CFD技术的温室温度、光照、通风速率等环境因子的调控策略，给出目前相关应用研究中得出的主要结论与亟待解决的不足之处。[结果]总结了CFD技术在不同建模维数、构造类型的温室场景下的研究成果与应用情况，点明了其在环境参数监测与调控中所具备的预测性、精密性、均匀性优点，探讨了其在环控领域的未来发展趋势。[结论]CFD技术在温室环境控制中的研究已较为成熟，随着智能感知终端与物联网组网技术的迅速发展，研制基于设施作物生长模型的环境互作策略，构建多目标因子耦合调控的动态模型将成为CFD技术的未来应用重点，与人工智能等相关领域的融合发展将为温室内环境的长时序建模与预测性调控提供多元化数据支撑和决策依据。

    温室CFD环境控制系统多目标优化算法调控策略未来展望

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    设施环境调控技术研究现状与挑战

    王柯如任妮金晶毛晓娟...
    73-82页
    查看更多>>摘要：[目的]文章旨在介绍设施种植生产中环境监测与调控模型策略技术的研究与应用现状，分析我国在设施环境智能化调控领域面临的挑战，并提出相应的对策建议。[方法]首先，系统介绍了国内外设施环境监测、调控方法和技术的研究进展与应用现状。其次，分析了当前在设施生产中环境调控存在的问题与挑战。最后提出相关对策建议以应对这些挑战。[结果]我国设施农业发展迅速，环境调控技术和策略应用已取得显著的进展，实现了减少人工依赖、提高生产效率的目标。然而，在生产应用中仍面临调控目标单一、成本考虑缺乏、智能化水平不足等挑战。[结论]为了进一步推动环境智能化调控技术在设施农业生产中的应用，实现设施农业生产高效化、标准化，提出以下建议:一是进一步推动环境调控模型策略技术革新，聚焦多环境因子耦合调控目标，同时实现作物生长与调控成本的平衡;二是加大设施农业基础建设投入，建设自主可控、稳定完善的环境调控系统及装备;三是加强政产学研用聚力协同，打通科研成果转化"最后一公里"。

    设施农业环境监测环境调控多目标能源消耗

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    设施生猪环境调控现状研究和未来展望

    杨晓平李雪寒聂鹏程
    83-96页
    查看更多>>摘要：[目的]通过介绍关于设施生猪养殖环境调控的研究成果，指明当前设施生猪养殖环境调控的研究现状，力求探寻未来设施猪舍环境调控的发展前景，实现猪舍环境更智能、更节能环保的环境控制和优化策略。[方法]文章通过文献分析法，综述国内外近年来关于设施生猪养殖环境调控现状、方法和进展，比较不同方法的侧重点，探求更精准、更节能环保的猪舍环境调控策略。[结果]从基于控制系统改良和物联网的猪舍环境调控、基于人工智能的猪舍环境调控和基于计算流体力学的猪舍环境调控三个方面总结了目前设施生猪养殖的研究现状，并指出其不同的优势和局限性。探讨了未来猪舍环境控制在面对不同需求场景时，应结合多种调控方法，耦合更多环境因子的发展趋势。[结论]猪舍环境调控的研究和实际应用目前已较为成熟，未来与物联网、人工智能和CFD等多种先进技术的融合发展将会为实现更精准、更智能的猪舍环境智能调控提供坚实的数据支持和技术支持。

    生猪养殖环境控制系统调控策略智慧农业

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    气候智慧型农业的4个维度、典型经验和未来展望

    马明英马红坤
    97-109页
    查看更多>>摘要：[目的]气候智慧型农业在保障粮食安全、促进农业可持续发展以及应对气候变化方面的重要性逐渐凸显。文章旨在探讨中国推动气候智慧型农业发展的途径，为农业部门有效应对降低温室气体排放和增强农业生产能力的双重挑战提供理论支持。[方法]通过分析气候智慧型农业的内涵和未来发展趋势，结合美国的典型实践，测算了中国农业气候智慧型农业的碳汇和外部收益，并分析了中国在发展气候智慧型农业过程中所面临的挑战。[结果]目前我国发展气候智慧型农业面临诸多挑战，包括农业本身收益较低、传统农业转型成本高导致投资缺乏激励、生态收益外部性、农业基础设施不完善以及气候智慧型农业需维持多元目标等。[结论]在气候变化的背景下，传统农业向气候智慧型农业的转型势在必行，依靠科技创新是推动气候智慧型农业发展的必然选择。中国应立足本国实际情况，充分借鉴发达国家的经验，推动具有中国特色的气候智慧型农业发展。

    气候变化智慧农业典型经验粮食安全

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    云安全管理平台设计研究

    呼亚杰
    110-116页
    查看更多>>摘要：[目的]为了提高云安全防护能力，充分保障云平台上信息系统、网络和数据安全，文章探索构建云安全管理平台，实现安全资源统一管控、安全服务自动化部署、云内安全态势感知、大数据联动分析防御，形成全方位的安全保障体系，有效应对各类网络和数据安全风险挑战。[方法]以云安全管理平台建设，实现多源异构安全资源集约化、安全能力服务化、安全管理智能化，依托虚拟化技术和人工智能算法，充分集成检测类、防护类、审计类等多种安全能力，按照层次化、模块化、体系化的方法开展网络和数据安全治理。[结果]实现云上安全资源动态扩容、安全能力按需分配、业务需求快速响应，形成全方位的安全监测能力、安全纵深防御能力、安全综合审计能力、安全态势感知能力，从云外攻击防御、云内安全管控两大维度提高云平台安全防护水平。[结论]通过云安全管理平台设计研究，丰富了云平台的防护措施和管理手段，为云上信息系统、网络安全、数据安全探索了一条可复制可推广的有效路径，为云安全管理提供了有效参考。

    云安全网络安全数据安全云安全管理

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